Программируемый ортодонтический аппарат, использующий нетоксичные аккумуляторы и светодиоды, позволяет сократить время и стоимость ортодонтического лечения. Ортодонтическая система, разработанная в Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы в Тувале, Саудовская Аравия, использует два инфракрасных светодиода и литий-ионный аккумулятор на каждом зубе в полупрозрачных капах, изготовленных на 3D-принтере.
Аккумуляторы питают светодиоды, которые включаются и отключаются в зависимости от заданных врачом-стоматологом установок, обеспечивая локальную светотерапию в соответствии с потребностями каждого зуба. Фототерапия улучшает костную регенерацию и сокращает время и стоимость ортодонтического лечения. Аккумуляторы можно заряжать, так как капа съемная.
«Мы начали устанавливать гибкие светодиоды внутрь капы, однако им необходим надежный источник питания» - говорит Мухаммад М. Хуссейн, профессор электрической инженерии, чьи исследования посвящены трансформационный электронике.
«После случаев со взрывами аккумуляторов Samsung Galaxy 7, мы поняли что обычные аккумуляторы в их нынешнем виде и оболочке не соответствуют нашим задачам. Поэтому мы перепроектировали самую современную литий-ионную батарею, сделав ее гибкой, после чего заключили в биобезопасную оболочку внутри капы, что позволило нам создать программируемый ортодонтический аппарат» - говорит профессор Хуссейн.
Исследователи модернизировали аккумулятор, используя метод сухого травления, с помощью которого они убрали кремниевую подложку, присутствующую в обычных аккумуляторах. Это позволило уменьшить размер аккумулятора до 2.25 х 1.7 мм и сделать его гибким. Объемная энергия, которая является соотношением количества энергии к размеру батареи осталась высокой, даже после множества циклов непрерывной работы.
Затем батареи были помещены в биосовместимый мягкий полимерный материал во избежание утечек, делая капы безопасными для пациента. Культвируемые на них эмбриональные клетки человеческой почки в течение нескольких дней начали расти и размножаться, что доказывает их биосовместимость.
Разработчики говорят, что система является прототипом, и следующим шагом станет проведение клинических испытаний.